微型芯片肺心传感器 捕捉清晰心肺信号
微型芯片传感器的核心机制包含两层相互重叠的硅层，中间间隔270纳米——约为人类头发宽度的0.005倍。它们承载微小电压。身体运动和声音的振动使芯片部分发生通量变化，导致电压通量并产生可读的电子输出。人体测试中，芯片清晰记录了肺和心脏机械运作的多种信号——这些信号往往逃过现有医疗技术的有效检测。
技术原理
该芯片集电子听诊器和加速度计于一体，称为加速度计接触麦克风。它检测从体内进入芯片的振动，同时屏蔽体核外的干扰噪音（如空气声）。若摩擦皮肤或衣物，它不听摩擦声，但对体内传来的声音极敏感，甚至透过衣物也能拾取有用振动。
检测带宽极宽——从宽幅扫动运动到不可听的高频音调。因此传感器芯片同步记录心跳精细细节、心脏传遍全身的波、呼吸频率和肺部声音，甚至追踪穿着者走路等身体活动。信号同步记录，潜在提供患者心肺健康全貌。研究中成功记录到“奔马律”——心跳“ lub-dub”后微弱的第三音，这通常是心衰的难捕捉线索。
制造挑战与量产
虽芯片主工程原理简单，但使其工作并量产极具挑战，主因是两层硅电极间极微小间隙。若2×2毫米传感器芯片放大至足球场大小，该气隙约一英寸宽。如此薄的间隙绝不能有任何接触——甚至连层间空气力都不行——因此整个传感器密封在真空腔内。
研究人员采用HARPSS+平台（高纵横比多晶与单晶硅）制造工艺实现量产，从手掌大小的片材切割成微型传感器芯片。HARPSS+是首个实现如此一致薄间隙的量产工艺，实现了多此类先进MEMS的高通量制造。实验设备目前电池供电，使用第二块信号调理芯片将传感器芯片信号转换为图案化读数。三个或更多传感器可植入胸带，三角定位健康信号源。未来设备可通过血流湍流定位新发心脏瓣膜缺陷，或通过肺部微弱爆裂音识别癌变病灶。
传感器
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